VR/AR技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)“眼觀六路耳聽八方”

（文章來源：潤(rùn)欣科技）

互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來臨使得人類的交流采用了新的方式：命令界面 - 圖形用戶界面 - 多媒體界面 - （VR）虛擬現(xiàn)實(shí) - （AR）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) - （MR）數(shù)字化現(xiàn)實(shí)+虛擬數(shù)字畫面。

VR—Vitual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)，是利用計(jì)算設(shè)備模擬產(chǎn)生一個(gè)三維的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺、聽覺等感官的模擬，有十足的「沉浸感」與「臨場(chǎng)感」。俗話說就是，你看到的所有東西都是計(jì)算機(jī)生成的，都是假的，純虛擬畫面。典型的輸出設(shè)備就是Oculus Rift、HTC Vive等等。

AR—Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，是虛擬數(shù)字畫面加上裸眼現(xiàn)實(shí)，被討論最多的AR設(shè)備是Google Glass。MR——MediatedReality，由“智能硬件之父”多倫多大學(xué)教授SteveMann提出，是數(shù)字化現(xiàn)實(shí)+虛擬數(shù)字畫面。

2018年11月，西安兒童醫(yī)院利用微軟 HoloLens 輔助完成了兒童顱內(nèi)血管畸形切除手術(shù)。西安兒童醫(yī)院神經(jīng)外科主任表示：在傳統(tǒng)方法中，醫(yī)生在看到二維（2D）片子之后，需要通過空間想象來疊加；AR技術(shù)本質(zhì)是影像技術(shù)和影像檢查的重新展現(xiàn)，并且支持軟件加減、疊加，能讓手術(shù)成功率、精確率進(jìn)一步提高。

VR和AR是充分發(fā)揮創(chuàng)造力的科學(xué)技術(shù)，為人類的智能擴(kuò)展提供了強(qiáng)有力的手段，對(duì)生產(chǎn)方式和社會(huì)生活產(chǎn)生了巨大的深遠(yuǎn)的影響。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)容也勢(shì)必將不斷增加，在人工智能、CAD、圖形仿真、虛擬通訊、遙感、娛樂、模擬訓(xùn)練等許多領(lǐng)域帶來了革命性的變化。

AR/VR由于是眼鏡形態(tài)，一旦速度太慢、沒跟上用戶的運(yùn)動(dòng)速度，就會(huì)使用戶產(chǎn)生眩暈感，體驗(yàn)感糟糕。這需要一個(gè)效能比較好、高精準(zhǔn)度的陀螺儀及加速傳感器產(chǎn)品來解決這個(gè)問題。Hillcrest 的BNO08X正好就是一款性能很好的軟件搭配硬件的九軸傳感器，使得眼鏡中看到的畫面非常順暢，用戶停下來的時(shí)候，畫面也不會(huì)搖搖晃晃。

為了顯示精確的畫面，當(dāng)你環(huán)顧周圍時(shí)，頭盔必須以亞毫米級(jí)的精度跟蹤你的頭部運(yùn)動(dòng)。這是通過各種內(nèi)置傳感器來實(shí)現(xiàn)的。有了這些傳感器提供的各種數(shù)據(jù)，頭盔就可以實(shí)現(xiàn)真正的“六自由度”，跟蹤頭盔可以跟隨頭部做出的任何運(yùn)動(dòng)。（注：物體在空間具有六個(gè)自由度，即沿x、y、z三個(gè)直角坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)自由度和繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度）

磁力計(jì)可以測(cè)量地球的磁場(chǎng)，因此總是知道“磁北”在哪個(gè)方向。這樣就可以確保它指向的是正確的方向，防止出現(xiàn)“偏移”錯(cuò)誤——即頭盔以為自己朝著某一個(gè)方向時(shí)，其實(shí)朝著的卻是另一個(gè)方向。

加速度計(jì)有幾個(gè)用途，一個(gè)是檢測(cè)重力，讓頭盔知道上方是哪個(gè)方向。智能手機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換橫豎屏，靠的就是加速度計(jì)。而且正如它的名字所說，它可以測(cè)量沿著一個(gè)軸的加速度，因此它能提供有用的數(shù)據(jù)，讓頭盔知道一個(gè)對(duì)象運(yùn)動(dòng)的速度。

陀螺儀可以跟蹤沿著一條軸的微小偏移（例如你稍微傾斜頭部或點(diǎn)頭的時(shí)候），來提供更精確的物體旋轉(zhuǎn)信息。三星Gear VR沒有采用更先進(jìn)的紅外跟蹤方法，而是使用了慣性測(cè)量單元（IMU），它是集磁力計(jì)、加速度計(jì)和陀螺儀為一體的“多合一”設(shè)備。與大多數(shù)智能手機(jī)不同的是，這個(gè)IMU是專門用來減少滯后現(xiàn)象和改善頭部跟蹤性能的。還有產(chǎn)生3D音頻的耳機(jī)，這樣游戲就可以添加相對(duì)于你的位置的音頻提示，讓你可以聽到好像是來自后面、上面，甚至下面的聲音。

隨著AR、VR和MR等沉浸式技術(shù)正在快速發(fā)展，一定程度上改變了消費(fèi)者、企業(yè)與數(shù)字世界的互動(dòng)方式。用戶期望更大程度上從2D界面轉(zhuǎn)移到更身臨其境的3D世界，從3D捕捉更豐富、更平滑的圖景，從3D獲得新的體驗(yàn)。影響面包括商業(yè)、店內(nèi)體驗(yàn)、聊天機(jī)器人、虛擬助理、區(qū)域規(guī)劃、監(jiān)控等，人們將從只使用語言的功能升級(jí)到包含視覺元素在內(nèi)的全方位體驗(yàn)。AR將超越VR，并滿足用戶的需求。

（責(zé)任編輯：fqj）